巖體隧道鉆爆法施工技術(shù)

巖體隧道鉆爆法施工技術(shù)第一頁，共100頁。第二頁，共100頁。第三頁，共100頁。第四頁，共100頁。第五頁，共100頁。第六頁，共100頁。第七頁，共100頁。第八頁，共100頁。第九頁，共100頁。第十頁，共100頁。第十一頁，共100頁。第十二頁，共100頁。第十三頁，共100頁。第十四頁，共100頁。第十五頁，共100頁。第十六頁，共100頁。第十七頁，共100頁。第十八頁，共100頁。第十九頁，共100頁。第二十頁，共100頁。第二十一頁，共100頁。第二十二頁，共100頁。第二十三頁，共100頁。第二十四頁，共100頁。第二十五頁，共100頁。第二十六頁，共100頁。第二十七頁，共100頁。第二十八頁，共100頁。第二十九頁，共100頁。第三十頁，共100頁。第三十一頁，共100頁。第三十二頁，共100頁。第三十三頁，共100頁。第三十四頁，共100頁。第三十五頁，共100頁。第三十六頁，共100頁。第三十七頁，共100頁。第三十八頁，共100頁。2.4裝渣與運輸一、裝渣裝渣就是把開挖下來的石渣裝入運輸車輛。(一)渣量計算出渣量應為開挖后的虛渣體積，可按下式計算：式中，Z——單循環(huán)爆破后石渣量；

R——巖體松脹系數(shù)，見表；第三十九頁，共100頁。第二節(jié)裝渣與運輸一、裝渣裝渣就是把開挖下來的石渣裝入運輸車輛。(一)渣量計算出渣量應為開挖后的虛渣體積，可按下式計算：式中，Z——單循環(huán)爆破后石渣量；

R——巖體松脹系數(shù)，見表；第四十頁，共100頁。

△——超挖系數(shù)，視爆破質(zhì)量而定，一般可取1.15~1.25；

L——設(shè)計循環(huán)進尺；

S——開挖斷面面積。巖體級別ⅥⅤⅣⅢⅡⅠ土石名稱砂礫粘性土砂夾卵石硬粘土石質(zhì)石質(zhì)石質(zhì)石質(zhì)松脹系數(shù)1.151.251.301.351.61.71.81.85第四十一頁，共100頁。(二)裝渣方式裝渣的方式可采用人力裝渣或機械裝渣。人力裝渣：勞動強度大、速度慢，在短隧道缺乏機械或斷面小無法使用機械裝渣時才考慮采用。機械裝渣：速度快、可縮短作業(yè)時間，目前隧道施工中經(jīng)常采用，但仍需配少數(shù)人工輔助。第四十二頁，共100頁。(三)裝渣機械隧道用的裝渣機又稱裝巖機，要求外形尺寸小，堅固耐用，操作方便和生產(chǎn)效率高。裝渣機械按其扒渣機構(gòu)型式可分為：鏟斗式、蟹爪式、立爪式、挖斗式。鏟斗式裝渣機為間歇性非連續(xù)裝渣機，有翻斗后卸、前卸和側(cè)卸式三個卸渣方式。第四十三頁，共100頁。蟹爪式、立爪式和挖斗式裝渣機是連續(xù)裝渣機，均配備刮板(或鏈板)轉(zhuǎn)載后卸機構(gòu)。裝渣機的走行方式有軌道走行和輪胎走行兩種。軌道走行式裝渣機：須鋪設(shè)走行軌道，因此其工作范圍受到限制。輪胎走行式裝渣機：移動靈活，工作范圍不受限制。但在有水土質(zhì)圍巖的隧道中，有可能出現(xiàn)打滑和下陷。第四十四頁，共100頁。第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)裝渣機的選擇應充分考慮圍巖及坑道條件、工作寬度及其與運輸車輛的匹配和組織，以充分發(fā)揮各自的工作效能，縮短裝渣的時間。(1)翻斗式裝渣機有風動和電動之分，是利用機體前方的鏟斗鏟起石渣，然后后退并將鏟斗后翻，經(jīng)機體上方將石渣投入機后的運輸車內(nèi)。第四十五頁，共100頁。14231-行走部分；2-鏟斗；3-操縱箱；4-回轉(zhuǎn)部分第四十六頁，共100頁。具有構(gòu)造簡單，操作方便的特點，但工作寬度一般只有1.7~3.5m，長度較短，須將軌道延伸至渣堆，且一進一退間歇裝渣，箕斗容量小，工作能力較低，主要使用于小斷面或規(guī)模較小的隧道中。技術(shù)生產(chǎn)率：30~120m3/h第四十七頁，共100頁。(2)蟹爪式裝渣機多采用履帶走行，電力驅(qū)動，是一種連續(xù)裝渣機，其前方傾斜的受料盤上裝有一對由曲軸帶動的扒渣蟹爪。裝渣時，受料盤插入巖堆，同時兩個蟹爪交替將巖渣扒入受料盤，并由刮板輸送機將巖渣裝入機后的運輸車內(nèi)。第四十八頁，共100頁。12321451-蟹爪；2-受料機；3-機身；4-鏈板輸送機；5-帶式輸送機第四十九頁，共100頁。因受蟹爪撥渣限制，巖渣塊度較大時，其工作效率降低，故主要用于塊度較小的巖渣及土的裝渣作業(yè)。技術(shù)生產(chǎn)率：60~80m3/h第五十頁，共100頁。(3)立爪式裝渣機多采用軌道走行，也有采用輪胎走行或履帶走行的。以采用電力驅(qū)動、液壓控制的較好。12345671-立爪；2、6-鏈板輸送機；3-機體；4-立爪(左右位置)；5-機架；7-立爪(前方位置)第五十一頁，共100頁。第五十二頁，共100頁。裝渣機前方裝有一對扒渣立爪，可以將前方或左右兩側(cè)的石渣扒入受料盤，其它同蟹爪式裝渣機。立爪扒渣對巖渣的塊度大小適應性強，軌道走行時，其工作寬度可達到3.8m，工作長度可達到軌端前方3.0m。技術(shù)生產(chǎn)率：120~180m3/h第五十三頁，共100頁。生產(chǎn)率：120m3/h軌距600；762mm裝載寬度：4200mm扒取高度：1375mm卸載高度:1840mm運輸槽寬度：880mm

最小彎道半徑：9m行走速度：0.35;0.61m/s

運輸鏈速度：0.70m/s總功率:45kW

機重：11.8t適應巷道最小斷面（寬×高）3×2.8mLZ－120D

第五十四頁，共100頁。(4)挖斗式裝渣機其扒渣機構(gòu)為自由臂式挖掘反鏟，其它同蟹爪式裝渣機，并采用電力驅(qū)動和全液壓控制系統(tǒng)，配備有軌道走行和履帶走行兩套走行機構(gòu)。立定時，工作寬度可達3.5m，工作長度可達軌道前方7m多，且可以下挖2.8m和兼作高8.34m范圍內(nèi)清理工作面及找頂工作。技術(shù)生產(chǎn)率：250~300m3/h

第五十五頁，共100頁。第五十六頁，共100頁。設(shè)備名稱液壓挖掘裝載機主要技術(shù)規(guī)格型號規(guī)格ITC312H-3輸送能力：300m3/h;履帶板寬度400mm，行走速度：高速3.6km/h,低速1.6km/h;挖掘高度：帶鏟斗6450mm,挖掘深度：帶鏟斗1430mm；軌道行走裝置：軌距900mm.生產(chǎn)廠家德國夏夫公司數(shù)量1出廠日期2001年第五十七頁，共100頁。ITC320-V45第五十八頁，共100頁。ITC312-SL第五十九頁，共100頁。第六十頁，共100頁。第六十一頁，共100頁。(5)鏟斗式裝渣機多采用輪胎走行，也有采用履帶走行或軌道走行的。輪胎走行的鏟斗式裝渣機多采用鉸接車身，燃油發(fā)動機驅(qū)動和液壓控制系統(tǒng)。第六十二頁，共100頁。制造廠：上海柴油機廠 型號：6535-13

額定功率：125kw（170ps） 額定轉(zhuǎn)速：2000r/min

額定負荷：4t 斗容（通用斗）：2m

最大卸載高度（傾卸角45度）：2895mm

最大卸載高卸載時距離：975mm機重：12.8t 裝置舉到最高位置時總高度：4870mm長度：6795mm 寬度：2700mm 高度：3170mmZL40輪式裝載機第六十三頁，共100頁。挪威博依特公司生產(chǎn)的ED600T液壓鏟裝機第六十四頁，共100頁。輪胎走行鏟斗式裝渣機轉(zhuǎn)彎半徑小，移動靈活；鏟取力強，鏟斗容量大，達0.76~3.8m3，工作能力強；可側(cè)卸也可前卸、卸渣準確，但燃油廢氣污染洞內(nèi)空氣，須配備凈化器或加強隧道通風，常用于較大斷面的隧道裝渣作業(yè)。軌道走行及履帶走行的鏟斗式裝碴機，多采用電力驅(qū)動。軌道走行裝碴機一般只適用于斷面較小的隧道中，履帶走行的大型電鏟則適用于特大斷面的隧道中。第六十五頁，共100頁。二、運輸隧道施工的洞內(nèi)運輸(出渣和進料)分為有軌運輸和無軌運輸。(一)有軌運輸優(yōu)點：基本上不排除有害氣體，空氣污染較輕，設(shè)備構(gòu)造簡單，容易制作；占用空間小且固定等。缺點：軌道鋪設(shè)較復雜，維修工作量大；調(diào)車作業(yè)復雜；開挖面延伸軌道影響正常裝渣作業(yè)等。第六十六頁，共100頁。適用：各種隧道開挖方法，尤其適用于較長的隧道運輸(2km以上)，是一種適應性較強和較為經(jīng)濟的運輸方式。1.出渣車輛有軌運輸較普遍采用的出渣車輛有斗車、梭式礦車和槽式車等。第六十七頁，共100頁。斗車：應用最為廣泛。斷面形狀多為V形和U形，容積一般為0.5~1.1m3。小型斗車具有輕便、靈活、周轉(zhuǎn)方便等特點，但調(diào)車需占用較多的作業(yè)時間?，F(xiàn)已研制出大容積如6m3乃至30m3的大斗車。翻斗式側(cè)卸式第六十八頁，共100頁。第六十九頁，共100頁。梭式礦車：由前后車體組成車廂，底部安裝刮板式運輸機，其外形如梭而得名?？梢詥诬囘\輸，也可組成列車運輸；可以在棧橋上單軌道卸渣，也可以在雙軌線路上向側(cè)面卸渣。第七十頁，共100頁。大型梭式礦車，容積16~25m3第七十一頁，共100頁。小型梭式礦車，容積4~14m3第七十二頁，共100頁。第七十三頁，共100頁。第七十四頁，共100頁。槽式列車是由一個接渣車、若干個僅有兩側(cè)側(cè)板而沒有前后擋板的斗車單元和一個卸渣車串連組成的長槽形列車，在其底板處安裝有貫通整個列車的風動鏈板式輸送帶。第七十五頁，共100頁。2.牽引機車與道路常用的牽引機車分電動和內(nèi)燃兩類。蓄電池電機車俗稱電瓶車。它具有體積小，占用空間小，不排放有害氣體，不需要架設(shè)供電線路，使用較安全等特點，但也存在需要有專門的充電設(shè)備，充電工作比較麻煩，牽引力有限等不足。第七十六頁，共100頁。第七十七頁，共100頁。型號XK25-192G防爆蓄電池式電機車性能項目單位參數(shù)粘重t25蓄電池組額定電壓V192蓄電池容量Ah560小時制牽引力KN28.14小時速度Km/h5.09電動機小時制功率KW22×2最大速度Km/h5.6第七十八頁，共100頁。內(nèi)燃機車具有較大的牽引動力，配合大型斗車可以加快出碴速度。但在機車運行中排除有害氣體，需要安裝廢氣凈化裝置或配備強大的通風設(shè)施，故隧道施工中一般不采用。隧道內(nèi)用于機車牽引的道路，宜采用38kg/m或38kg/m以上的鋼軌，軌距一般為600或750mm。第七十九頁，共100頁。型號JMY240F型軌距1435mm機車用途調(diào)車式軸列式0-2-0機車功率175kW通過最小曲線半徑30mm機車構(gòu)造速度20km/h傳動方式液力傳動最低持續(xù)速度6km/h車鉤型式KD5最低持續(xù)速度時的牽引力50.14kN車鉤高度880mm起動牽引力64.68kN制動機型式JZ-7單獨制動機機車整備重量20t機車標稱電壓DC24V軸重10t機車外形尺寸(長x寬x高)7120x2565x3050mm輪徑?840mm柴油機型號第八十頁，共100頁。洞內(nèi)軌道縱坡相同，洞外可不同，但最大不超過2％。最小曲線半徑，在洞內(nèi)不小于7倍機車車輛軸距，洞外一般不小于10倍軸距。曲線軌道應有適當?shù)募訉捄屯廛壋咧怠?.調(diào)車設(shè)備和軌道延伸常用的調(diào)車設(shè)備有簡易道岔、平移調(diào)車器、水平移車器和浮放道岔等。第八十一頁，共100頁。簡易道岔由一根能活動的長度為2.5~4.0m的尖軌和一個岔心組成，構(gòu)造簡單、鋪設(shè)容易、使用方便，但機車車輛容易掉道，故一般只適用于人推斗車而不能通過牽引機車。平移調(diào)車器由底架、車輪和車架三個主要部分組成，種類很多。具有輕便、調(diào)車快、易拆移等優(yōu)點。適用于雙道(或單道設(shè)旁洞錯車道)調(diào)車。第八十二頁，共100頁。水平移車器由導輪軌、導輪、導鏈或氣動水平移車裝置。它是一種從上方將斗車提起離開鋼軌，再水平橫移至另一股道上的調(diào)車裝置。移車速度快，但也易出故障。浮放道岔是浮放在運輸軌道上的調(diào)車設(shè)備，可用機車或裝渣機牽引移位。它可以浮放在靠近開挖面的軌道上，供裝渣時調(diào)車用，也可以浮放在區(qū)間軌道上，作調(diào)車渡線使用。根據(jù)不同的調(diào)車作業(yè)需要，尚可分為浮放渡線、浮放調(diào)車盤、菱形浮放道岔等。第八十三頁，共100頁。軌道延伸是指軌道開挖面附近不足一節(jié)鋼軌長度部分和掘進進尺部分實施的臨時性軌道延伸。常用的方法有扣軌、爬道、短軌節(jié)等。扣軌是把鋼軌軌頭朝下反扣在正式軌道鋼軌外側(cè)，軌頭緊貼正式鋼軌軌腰，在扣軌外側(cè)用軌塊頂撐并用道釘固定，兩股鋼軌之間用短木撐支頂住，以保持軌距。一般適用于人工及小型裝渣機裝渣。第八十四頁，共100頁。爬道是由兩根前端切割成尖形的10＃槽鋼和鋼板條焊連而成的，如圖所示。使用時將爬道槽鋼扣在正式軌道的鋼軌上，用裝渣機鏟斗貼緊鋼軌面頂撞爬道尾端，即可實現(xiàn)軌道的延伸。爬道適用于機械裝渣。單位(cm)20~30I—I10080400II枕木第八十五頁，共100頁。短軌節(jié)與正式軌道相似，它是用1.5~2.0m長的短鋼軌與木枕釘制或與扁鋼焊接而成的。當正式鋼軌前端與開挖面渣堆之間清出一個適宜位置時，即可先鋪上短軌節(jié)，并用夾板與正式軌道連接，隨后繼續(xù)出渣。也可在短軌節(jié)上安放爬道進行出渣。4.軌道布置與調(diào)車方法常用的軌道布置形式有單車道和雙車道。第八十六頁，共100頁。單車道運輸能力較低，一般用在地質(zhì)較差的短隧道中。為解決錯車問題，在成洞地段可鋪設(shè)會車線，有效長度應能容納一個列車，一般為50~60m，如圖。在距離開挖面20~30m處應鋪設(shè)5~10m長的簡易道岔岔線或安裝平移調(diào)車器供調(diào)車之用。50~60m20~30m第八十七頁，共100頁。雙車道可使軌道隨掘進延伸，一次鋪成。進出隧道的列車各行一股道，具有互不影響、車輛周轉(zhuǎn)快的特點，是提高隧道運輸效率的主要方法之一。為滿足調(diào)車需要，每隔100~200m設(shè)一渡線，每隔2~3個渡線鋪設(shè)一反向渡線。15~20m100~200m進洞列車出洞列車第八十八頁，共100頁。在距導坑開挖面15~20m處設(shè)置菱形浮放道岔，用單機車或雙機車進行調(diào)車作業(yè)。當隧道施工采用平行導坑方案時，通常采取在平行導坑中設(shè)單車道加錯車道，正洞為單車道加局部雙車道，構(gòu)成一個完整的雙股道運輸體系，如圖所示。具有運輸能力大、相互干擾少等特點，適用于施工速度要求快的隧道。運輸通道正洞50~6040~60120~180120~180(單位：m)平導第八十九頁，共100頁。(二)無軌運輸主要指汽車運輸。優(yōu)點：不需鋪設(shè)復雜的運輸軌道，運輸速度快、管理工作簡單、配套設(shè)備少。缺點：洞內(nèi)空氣污染較為嚴重，尤其長期在長大隧道中使用，需要有強大的通風設(shè)施。適用：一般適用于大斷面開挖和短中等長度的隧道中，并應注意加強通風。第九十頁，共100頁。1.自卸汽車（翻斗車）應選用車身較短、車斗容量大、轉(zhuǎn)彎半徑小、車體堅固、輪胎耐磨、配有廢氣凈化裝置、并能雙向駕駛的自卸汽車。第九十一頁，共100頁。第九十二頁，共100頁。2.調(diào)車作業(yè)常用的調(diào)車方式有：(1)有條件構(gòu)成循環(huán)通路時，最好制定單向行駛的循環(huán)方案，以減少回車、錯車需用場地及待避時間；(2)當開挖斷面較小，只能設(shè)置單車通道而裝渣點距洞口又較近時，可考慮汽車倒行進洞裝渣，正向開行出洞；如果洞內(nèi)運行距離較長時，可在適當位置將導洞向側(cè)壁加寬構(gòu)成錯車、回車場地，以加快調(diào)車作業(yè)；第九十三頁，共100頁。(3)當隧道開挖斷面較大，足夠并行兩輛汽車時，應布置成雙車通道，在裝渣點附近回車，空車、重車各行其道，可以提高出渣速度；(4)在采用裝載機裝渣、汽車運輸?shù)那闆r下，要充分利用雙方都有機動能力的特點，可以采取雙方同時機動或一方機動，另一方固定的方式進行裝渣。第九十四頁，共100頁?！惰F路隧道工程施工技術(shù)指南》(2008)中關(guān)于出渣與運輸作業(yè)施工機械配置的有關(guān)規(guī)定1、裝渣與運輸機械選型應遵循挖、裝、運機械能力協(xié)調(diào)配套的原則，其運輸機械配置能力不應小于挖裝能力的1.2倍。2、為減少隧道內(nèi)污染氣體排放深度，改善洞內(nèi)空氣質(zhì)量，雙線隧道獨頭掘進長度在3000m以上時宜采用有軌運輸；單線隧道獨頭掘進長度在1500m以上時宜采用有軌運輸。裝運作業(yè)可有采用輪式(或履帶)裝載機和軌道運輸組成的混合裝運模式。第九十五頁，共100頁。3、全斷面開挖裝渣應采用大斗容的鏟裝機、挖裝機或裝載機；臺階法施工的上部宜采用長臂挖掘機扒渣，下部采用鏟裝機、挖裝機或裝載機、挖掘機裝渣。4、平行導坑和橫洞斷面較小時，可采用挖裝機或挖掘機裝渣，電瓶車或內(nèi)燃機車牽引礦車出渣；斷面較大時，挖裝機裝渣，出渣運輸采用電瓶車牽引礦車。